[論文レビュー] S4 and CP in a SUSY Model

Ferruccio Feruglio, Claudia Hagedorn+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 28, 2013

Neutrino Physics Research被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、CP対称性を有する超対称的S4 × Z3 フレーバー対称性モデルを提案する。このモデルは、 charged lepton 領域ではZ3に、ニュートリノ領域ではZ2 × CP × Z3に対称性が自発的に破れる。θ₁₃に関連する1つの自由パラメータに依存して、レプトンの混合角と位相をうまく予測する。モデルは、大気混合角が最大（θ₂₃ = 45°）、sin²θ₁₂ > 1/3、ディラック位相が最大、メジャノン位相が自明、ニュートリノ質量順序が正順序、絶対質量スケールと質量和が固定される予測を行う。

ABSTRACT

We present a supersymmetric model with the flavour symmetry S4 x Z3 and a CP symmetry which are broken to a Z3 subgroup of the flavour symmetry in the charged lepton sector and to Z2 x CP (x Z3) in the neutrino one at leading order. This model implements an approach, capable of predicting lepton mixing angles and Dirac as well as Majorana phases in terms of one free parameter. This parameter, directly related to the size of the reactor mixing angle theta_{13}, can be naturally of the correct order in our model. Atmospheric mixing is maximal, while sin^2 theta_{12} is larger than 1/3. All three phases are predicted: the Dirac phase is maximal, whereas the two Majorana phases are trivial. The neutrino mass matrix contains only three real parameters at leading order and neutrino masses effectively only depend on two of them. As a consequence, they have to be normally ordered and the absolute neutrino mass scale and the sum of the neutrino masses are predicted. The vacuum of the flavons can be correctly aligned. We study subleading corrections to the leading order results and show that they are small.

研究の動機と目的

• S4 × Z3 および CP 対称性を持つ超対称フレーバー模型を構築し、レプトン混合パターンを説明すること。
• フレーバー対称性およびCP対称性を、charged lepton 領域およびニュートリノ領域において残留部分群に自発的に破ること。
• 1つの自由パラメータのみを用いて、すべてのレプトン混合角および位相（ディラックおよびメジャノン）を予測すること。
• ニュートリノ質量順序、絶対質量スケール、質量和に対する明確な予測を導出すること。
• フレーバー粒子の真空整合性が一貫しており、補助的補正項が小さいことを確認すること。

提案手法

• S4 × Z3 フレーバー対称性と離散的CP対称性を持つ超対称モデルを実装する。
• leading order において、charged lepton 領域ではフレーバー対称性をZ3に、ニュートリノ領域ではZ2 × CP × Z3に自発的に破る。
• フレーバー粒子場を用いて対称性を破り、真空の整合性を確立する。
• leading order において、ニュートリノ質量行列を3つの実数パラメータで構築し、制約により実質的に2つのパラメータに依存する。
• 混合角および位相を、θ₁₃に関連する1つの自由パラメータの関数として導出する。
• leading order の結果に対する補助的補正項を分析し、その小ささを確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 S4 × Z3 および CP 対称性を持つ超対称モデルは、最小限の自由パラメータで観測されたレプトン混合角および位相を予測できるか？
• RQ2 このモデルは正順序のニュートリノ質量順序と固定された絶対質量スケールを予測するか？
• RQ3 補助的補正項は、leading order の混合角および位相の予測にどのように影響を与えるか？
• RQ4 フレーバー粒子の真空整合性は、必要な対称性の破れパターンと一貫しているか？
• RQ5 このモデルは、自然に正しいオーダーの大きさの反応炉角θ₁₃を実現できるか？

主な発見

• モデルは、最大の大気混合角（θ₂₃ = 45°）と sin²θ₁₂ > 1/3 を予測し、現在のデータと整合する。
• ディラック位相は最大であり、両方のメジャノン位相は、残留対称性構造によって要求されるように自明である。
• 反応炉角θ₁₃は1つの自由パラメータによって予測され、自然に正しいオーダーの大きさをとる。
• ニュートリノ質量は正順序であり、絶対質量スケールと質量和は一意に予測される。
• ニュートリノ質量行列はleading order で3つの実数パラメータで構成され、制約により実質的に2つのパラメータに依存し、制限された質量スペクトルをもたらす。
• leading order の結果に対する補助的補正項は小さく、予測の頑健性が確認される。